Когда человек впервые ступил на Луну в 1969 году, его мир ограничивался несколькими сотнями метров вокруг посадочного модуля. Скафандр системы жизнеобеспечения позволял удаляться не более чем на 2–3 километра, и каждый шаг в неизвестность был риском. Проблема передвижения по другому миру требовала решения, и инженеры с двух сторон океана приступили к созданию машин, которым предстояло изменить подход к планетарным исследованиям.
Советский первопроходец: «Луноход-1»
Идея создания самоходного аппарата для Луны родилась в СССР еще в 1965 году в ОКБ-1 Сергея Королева. Изначально луноходы рассматривались как часть советской пилотируемой программы: они должны были обследовать районы посадки и служить радиомаяками для лунного корабля. Однако после того, как лунная гонка была проиграна, автоматические аппараты приобрели самостоятельное значение.
Разработку поручили Машиностроительному заводу имени Лавочкина (ныне НПО им. Лавочкина) и ВНИИ-100, специализировавшемуся на транспортном машиностроении. Эскизный проект утвердили осенью 1966 года, а к концу 1967 года документация была готова.
10 ноября 1970 года ракета «Протон-К» стартовала с Байконура, неся на себе станцию «Луна-17» с восьмиколесным аппаратом на борту. Через семь дней, 17 ноября, станция совершила мягкую посадку в Море Дождей. Спустя несколько часов «Луноход-1» съехал на лунный грунт по трапу с посадочной платформы.
Машина весила 756 кг и представляла собой гибрид космического аппарата и вездехода. Герметичный приборный контейнер в форме усеченного конуса вмещал всю научную аппаратуру, а восемь колес диаметром 51 см с титановыми спицами и грунтозацепами обеспечивали проходимость. Каждое колесо приводилось в движение индивидуальным электродвигателем, встроенным в ступицу.
Управление осуществлялось с Земли экипажем из 11 офицеров, разбитых на две смены. Их отбирали по особому принципу: никакого опыта вождения автомобилей, чтобы земные привычки не мешали ориентироваться по лунным телевизионным изображениям. Тренировки проходили на специальном лунодроме в Крыму, где рельеф имитировал лунный с кратерами, разломами и россыпями камней.
Первый лунный день экипаж приноравливался к необычной картинке: изображение с Луны было резко контрастным, без привычных полутеней. Через два часа непрерывного управления операторы менялись, дольше работать было невозможно из-за усталости.
Ресурс аппарата оценивался в три месяца. «Луноход-1» проработал 301 сутки — более чем в три раза дольше. За это время он прошел 10 540 метров, передал 200 панорам и около 20 тысяч снимков, провел анализ химического состава грунта в 25 точках и измерял магнитное поле Луны. Французский уголковый отражатель, установленный на корпусе, позволил уточнить расстояние от Земли до Луны с точностью до трех метров.
Последний сеанс связи состоялся 14 сентября 1971 года. Изотопный источник тепла исчерпал ресурс, и при наступлении одиннадцатой лунной ночи температура внутри контейнера упала ниже допустимой. 4 октября попытки восстановить связь прекратили.
Американский ответ: Lunar Roving Vehicle
Концепция лунного ровера обсуждалась в США еще до полетов «Аполлонов». В 1952–1954 годах Вернер фон Браун в серии статей для журнала Collier's Weekly описывал шестинедельную лунную экспедицию с 10-тонными тракторами для перевозки грузов. В 1956 году профессор Мичиганского университета Мечислав Беккер опубликовал фундаментальные труды по теории движения вездеходов, заложив основу для будущих разработок.
Однако реальная история LRV началась с изменением планов Apollo. Изначально предполагалось, что каждый лунный полет потребует двух пусков Saturn V: один доставлял экипаж, второй — грузовой модуль с оборудованием и ровером. Но Конгресс сократил производство ракет, и все оборудование пришлось уместить в одном лунном модуле.
В мае 1969 года NASA утвердило программу создания, пилотируемого ровера. 28 октября того же года контракт на разработку получила компания Boeing, а General Motors отвечала за ходовую часть. Весь проект уложился в 17 месяцев — невероятно короткий срок для космической техники.
LRV представлял собой складной четырехколесный электромобиль. В сложенном виде он занимал объем 1,5 × 0,5 × 0,5 метра и крепился снаружи лунного модуля. Развертывание занимало около получаса: астронавт на лунной поверхности вытягивал трос, и механизм на ремнях и шкивах опускал ровер на грунт, где колеса автоматически фиксировались в рабочем положении.
Масса аппарата составляла 210 кг на Земле, но на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, он весил всего 35 кг. При этом он мог нести двух астронавтов в полном скафандре и до 440 кг полезной нагрузки.
Колеса диаметром 82 см были изготовлены из стальной проволоки диаметром 0,83 мм, сплетенной в сетку. На 50% площади контакта их покрывали титановые грунтозацепы. Такая конструкция, в отличие от обычных шин, обеспечивала сцепление без риска прокола и решала проблему вакуума и перепада температур от –180 до +120 °C.
Четыре электромотора мощностью по 0,25 л.с. приводили каждое колесо индивидуально. Питание обеспечивали две серебряно-цинковые батареи емкостью 121 ампер-час. Управление осуществлялось Т-образной рукояткой между сиденьями: вперед — движение, назад — тормоз, влево-вправо — поворот. На приборной панели отображались скорость, курс, угол наклона и уровень заряда.
Навигационная система включала гироскоп и одометр, а также «солнечный компас» — устройство, позволявшее определить направление по тени от стержня с известной высотой. Учитывая медленное движение Солнца по лунному небу, этого было достаточно для возвращения к лунному модулю с любой точки.
Apollo 15 (31 июля – 2 августа 1971) стал первой миссией с ровером. Дэвид Скотт и Джеймс Ирвин проехали 27,8 км, удаляясь от модуля на 5 км. За три выезда они собрали 77 кг образцов, включая знаменитый «Камень Бытия» — образец древней лунной коры.
Apollo 16 (21–23 апреля 1972) работал в гористой местности Декарта. Джон Янг и Чарльз Дюк прошли 26,6 км, причем в одном из спусков в кратер ровер достиг скорости 18 км/ч — неофициальный рекорд для Луны, который не побит до сих пор.
Apollo 17 (11–13 декабря 1972) — последняя и самая продуктивная экспедиция. Юджин Сернан и Харрисон Шмитт, единственный геолог среди астронавтов, проехали 35,9 км. Самая длинная трасса составила 20,1 км, максимальное удаление от модуля — 7,6 км. Именно Шмитт после полета скажет: «Лунный ровер стал надежным, безопасным и гибким средством исследования, без него главные научные открытия Apollo 15, 16 и 17 были бы невозможны».
Второй советский: «Луноход-2»
Успех первого лунохода открыл дорогу второму. 8 января 1973 года «Протон-К» вывел станцию «Луна-21» на траекторию перелета, а 15 января она совершила посадку в кратере Лемонье на восточной окраине Моря Ясности — всего в 172 км от места прилунения «Аполлона-17».
Конструкция практически не отличалась от предшественника, но масса выросла до 836 кг. Главное новшество — третья телевизионная камера, установленная на высоте человеческого роста. Это радикально улучшило обзор и упростило управление в сложных условиях. Солнечную батарею собрали из арсенид-галлиевых элементов, что увеличило мощность до 1 кВт.
Система навигации оказалась повреждена при посадке, и экипажу пришлось ориентироваться по Солнцу и окружающей обстановке. Удачей стало то, что незадолго до старта советские планетологи через неофициальные каналы получили подробную фотокарту района, составленную американцами для посадки «Аполлона-17».
За четыре месяца работы «Луноход-2» прошел около 42 км — рекорд, который оставался непревзойденным до 2015 года, когда его побил марсоход Opportunity . Передано 86 панорам и более 80 тысяч снимков, проведен химический анализ грунта в 23 точках.
Гибель аппарата оказалась случайной. При движении внутри кратера с рыхлым грунтом ровер зацепил откинутой крышкой солнечной батареи стенку невидимого в камеры кратера и зачерпнул лунную пыль. При закрытии крышки на лунную ночь пыль осыпалась на радиатор и солнечные элементы, нарушив тепловой режим. Аппарат перегрелся и 11 мая 1973 года замолчал. Официально работу прекратили 4 июня.
Один из водителей лунохода, Вячеслав Довгань, позже вспоминал: «Лунная пыль такая липкая... луноход перестал получать подзарядку солнечной энергией в необходимом объеме и постепенно обесточился».
Китайское возрождение: Yutu и Yutu-2
После почти 40-летнего перерыва лунные роверы вернулись на поверхность. 14 декабря 2013 года китайский аппарат «Юйту» («Нефритовый заяц») съехал на грунт в составе миссии «Чанъэ-3». Это был первый луноход после советских и американских аппаратов.
Масса ровера составляла 140 кг, он был рассчитан на три месяца работы. Однако после второго лунного дня механическая неисправность сделала его неподвижным. Тем не менее, научные приборы продолжали работать, и связь поддерживалась до 2016 года — 31 месяц вместо трех.
3 января 2019 года на Луну прибыл его преемник — «Юйту-2». Миссия «Чанъэ-4» совершила то, что не удавалось никому: мягкую посадку на обратной стороне Луны, в кратере Карман.
Массу нового ровера уменьшили до 135 кг, сделав его самым легким из всех, работавших на Луне. С него убрали манипулятор, установив вместо него шведский прибор для анализа радиационной обстановки. Главное новшество — система автоматического управления режимами сна и бодрствования. На обратной стороне нет прямой связи с Землей, сигнал идет через спутник-ретранслятор, и любая задержка могла быть критической. «Юйту-2» научили самостоятельно засыпать и просыпаться в зависимости от освещенности.
По состоянию на 2026 год «Юйту-2» продолжает работу, пройдя более 1,5 км и установив рекорд долгожительства среди планетоходов. Он исследует строение лунной коры с помощью проникающего радара и изучает состав грунта в районе, где не ступала нога человека и не высаживался ни один автоматический аппарат.
Индийский Pragyan
23 августа 2023 года Индия стала четвертой страной, чей аппарат совершил мягкую посадку на Луну, и первой — в районе Южного полюса. Вместе с посадочным модулем «Викрам» на поверхность съехал шестиколесный ровер «Прагьян» («Мудрость») .
Масса аппарата составляла всего 26 кг — меньше, чем ручная кладь в авиаперелете. Размеры — 0,9 × 0,75 × 0,85 метра. Двигался он медленно, со скоростью 1 см в секунду, но этого хватило для выполнения научной программы.
За 12 дней, пока длился лунный день, «Прагьян» прошел 101,4 метра. Лазерный спектрометр подтвердил наличие серы, алюминия, кальция, железа, хрома и титана в лунном грунте — первые прямые измерения в приполярной области.
С наступлением лунной ночи ровер перевели в режим гибернации, надеясь, что он проснется через 14 дней. Электроника не была рассчитана на экстремальный холод — температура падает до –200 °C, и шансов выжить у нее было немного. Связь не восстановилась, но миссия уже была признана успешной: Индия доказала способность не только долететь до Луны, но и двигаться по ее поверхности
Новые роверы для постоянного присутствия
Следующее десятилетие станет эпохой лунных роверов нового поколения. В отличие от предшественников, работавших по несколько дней или месяцев, будущие машины рассчитаны на годы службы и станут частью постоянной инфраструктуры.
VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) — миссия NASA, запланированная на 2027 год. Ровер размером с гольф-кар будет искать водяной лед в кратерах Южного полюса, где никогда не бывает солнечного света. Он оснащен метровым буром TRIDENT, нейтронным спектрометром для обнаружения водорода на глубине до метра и масс-спектрометром для анализа летучих веществ. VIPER станет первым американским ровером на Луне после Apollo .
Lunar Terrain Vehicle (LTV) — основной проект NASA для программы Artemis. Это не просто ровер, а система, способная работать как с экипажем, так и в автономном режиме. Три команды — Astrolab, Intuitive Machines и Lunar Outpost — разрабатывают прототипы. Планируется, что LTV доставят на Луну к 2030 году для миссии Artemis V, и он прослужит не менее десяти лет.
CADRE (Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration) — эксперимент NASA с сетью из трех небольших роверов размером с чемодан. Они будут работать автономно, без команд с Земли, координируя свои действия друг с другом — технология, которая в будущем позволит создавать самоорганизующиеся исследовательские группы.
MPR-1 — канадский проект, необычный тем, что ровер не будет собирать научные данные. Его задача — подъезжать к другим аппаратам и передавать им энергию, выполняя роль мобильного зарядного устройства.
Пятьдесят пять лет отделяют первый съезд «Лунохода-1» по лунному грунту от современных планов по созданию постоянной базы на Южном полюсе. За эти десятилетия сменились поколения машин, страны и технологии. И следующая глава этой истории пишется прямо сейчас, в конструкторских бюро и на испытательных полигонах, где инженеры готовят новые машины для старта к Луне.